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| 共计 6593 道试题
解答题-结构与性质 | 较难(0.4) |
解题方法
1 . 铁是一种重要的金属元素,铁的单质及化合物在社会生产、生活和科学研究中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Fe的价层电子排布式为___________,其中含有的单电子数为___________
(2)已知的熔点为307.6℃,沸点为316℃,易升华,温度较低时以二聚体形式存在,Fe的配位数为4,则的晶体类型为___________;画出二聚体的结构式(不要求立体结构):___________
(3)已知反式尖晶石结构晶体的通式为,属于立方晶系。其晶胞中一半占据所有构成的四面体空隙,与另外一半占据所有构成的八面体空隙。晶体为反式尖晶石结构,1个晶胞中,堆积共形成四面体空隙和八面体空隙的总和为24,则1个晶胞中构成的四面体空隙的数目为___________
(4)研究储氢材料对解决未来能源问题具有重要意义。某种Mg与Fe形成的储氢材料储氢后的晶胞结构如图所示(H原子位置未标出),晶胞参数(晶胞棱长)为a pm,H原子以正八面体、6配位的配位模式分布在Fe原子的周围,晶胞中每条棱上有2个H原子,H原子与Fe原子的最短距离为。Mg原子处于Fe原子形成的四面体空隙的中心,Mg原子的填隙率为___________%(Mg原子的填隙率);该材料的化学式为___________;晶体中Mg原子与H原子之间的最短距离为___________pm。

2 . 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。回答下列问题:
(1)CO2与CO2在催化剂作用下可转化为CH3OH,主要反应如下:
反应1:
反应2:
已知:在一定温度下,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。几种物质在298K的标准摩尔生成焓如表所示:
物质CO2(g)CO(g)CH3OH(g) H2O(g) H2(g)
标准摩尔生成焓(kJ/mol)-393.51-110.5-201.17-241.820
则△H2___________
(2)CO2资源化利用是实现碳中和的重要途径。科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池,可将CO2转化为甲酸,如图所示,双极隔膜由一层阳离子交换膜和一层阴离子交换膜复合而成,中间为水,作为电解质溶液中H+和OH-的来源。

放电时,正极的电极反应式为___________;双极隔膜中左侧的离子交换膜为___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)在某纳米级催化剂上,CO2直接催化加氢生成甲酸,其反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注,TS为过渡态,该历程中决速步骤的化学方程式为___________

(4)以CO2和CH4催化重整制备合成气。在密闭容器中充入物质的量均为0.4 mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示:

①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列事实能说明反应达到平衡状态的是___________(填选项字母)。
A.同时断裂2 mol C-H键和1 mol H-H键       B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率有2v(CO2)=v(H2)       D.容器中混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均摩尔质量保持不变
②由图丙可知,压强p1___________p2(填“>”“<”或“=”,下同);压强为p2时,Y点速率v___________v
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,则压强为p2时,X点对应温度下的Kp=___________(用含p2的代数式表示)。
3 . 碲(Te)是重要的稀有元素,被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素,创造人间奇迹的桥梁”。一种从碲化镉废料(主要成分为CdTe、CdS、)中回收Te和Cd的工艺流程如图所示:

已知:室温下,的电离平衡常数
回答下列问题:
(1)在元素周期表中碲与硫同主族,碲原子比硫原子多2个电子层,碲的原子结构示意图为___________
(2)为提高“氧化浸出”速率,可采取的措施有___________(任答两条)。
(3)“氧化浸出”过程中CdTe反应的离子方程式为___________
(4)“溶浸”过程中产生“浸渣”的主要成分为S和___________(填化学式);“还原”过程中发生反应的化学方程式为___________
(5)沉淀溶解平衡中,离子浓度≤10-5mol/L时视为完全沉淀。“沉镉”过程中,当恰好完全沉淀时,溶液中浓度为___________;若此时溶液,则溶液中___________
4 . 某医用有机试剂中间体的一种合成方法如图所示:

回答下列问题:
(1)根据系统命名法,B的名称是___________;C中含有官能团的名称是___________
(2)的“条件”为___________的反应类型为___________
(3)第一步反应的化学方程式为___________
(4)反应过程中,的作用为___________
(5)的化学方程式为___________
(6)的同分异构体中符合下列条件的共有___________种(不考虑立体异构)。
①含有;②能与碳酸钠溶液反应产生;③能发生银镜反应,但不能发生水解反应
(7)设计由有机物制备的合成路线:___________(无机试剂任选)。
5 . 镍镉电池是最早应用于手机、超科等设备的电池种类,它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单。某废旧镍镉电池的回收再生工艺流程如图甲所示:

室温下,部分物质的溶度积常数如表所示:
物质
回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式为___________
(2)已知镍镉电池的工作原理为:,则放电时正极的电极反应式为___________
(3)“沉镉”操作选用的沉淀剂为,而不选用的原因为___________
(4)室温下,“沉镍”过程中为确保滤液中不超过,需要调节溶液的___________;检验已洗深干净的方法为___________
(5)“转化Ⅰ”发生反应的离子方程式为___________
(6)“转化Ⅱ”发生反应的化学方程式为___________
(7)金属镉晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积,如图乙所示,晶胞可用图丙表示,则该晶胞中含有的原子个数为___________,已知该晶胞的底边长为,高为,则该晶体的密度为___________(设为阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)。

6 . 氯乙烯是一种用途广泛的有机原料,可制备多种化工产品。回答下列问题:
已知发生加成反应的化学方程式如下:
Ⅰ.      
Ⅱ.      
“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”满足范特霍夫方程(均为常数,不同的反应值不同),平衡常数与温度的关系如图甲所示,生成物的产率随温度的变化情况如图乙所示:

(1)由转化为的热化学方程式为___________
(2)若已知反应   ,则熵变的数值___________(填“>”“=”或“<”)。
(3)由图甲可知“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”的焓变___________(填“>”“=”或“<”)。
(4)图乙中表示的产率随温度变化的曲线为___________(填“M”或“N”)。
(5)时,在初始压强为的恒容密闭容器中,按物质的量之比为充入,发生“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”,达到平衡时,容器中的分压分别为。则:
①平衡时,的转化率为___________
时,“反应Ⅱ”的平衡常数___________(为以分压表示的平衡常数)。
③若其它条件不变,将恒容密闭容器换成压强为的恒压密闭容器,反应达到平衡时,的平衡产率将___________(填“增大”“减小”或“不变”),原因为___________
7 . 二氯四氨合钯是重要的钯化合物,广泛应用在化学催化及电镀工业。利用钯粉制备二氯四氨合钯的实验过程和部分装置如下:

Ⅰ.称取钯粉,加入适量的王水[]中,使钯粉溶解,溶液中有无色气泡产生,加热赶出溶液中的含氮化合物,经浓缩、结晶、过滤、洗涤后得到四氯合钯酸();
Ⅱ.将四氯合钯酸加入到装置中,用3倍体积的去离子水溶解,加入搅拌磁子;
Ⅲ.将装置中的混合物在条件下恒温加热2小时;
Ⅳ.在不断搅拌并持续保温下,缓慢加入浓氨水,开始时装置中产生白烟,溶液内有沉淀产生,继续滴加浓氨水,溶液逐渐澄清,最后得到浅黄色的溶液;
Ⅴ.浅黄色溶液经过一系列操作,得到纯净的二氯四氨合钯产品。
回答下列问题:
(1)“步骤Ⅰ”中溶解钯粉时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________
(2)装置的仪器名称为___________;装置的作用为___________
(3)“步骤Ⅲ”中最佳的加热方式为___________(填选项字母)。
A.水浴加热B.油浴加热C.酒精灯加热D.酒精喷灯加热

(4)“步骤Ⅳ”中产生沉淀时发生的反应为;继续滴加浓氨水,溶液逐渐澄清,此时发生反应的化学方程式为___________
(5)装置c中产生的白烟的成分可能为___________
(6)根据实验分析,在题述实验条件下,与钯的配位能力强弱顺序为:___________(填“>”“<”或“=”)。
(7)“步骤Ⅴ”中的一系列操作为:将浅黄色溶液加热浓缩,___________时停止加热,冷却结晶,经过滤、洗涤、真空干燥后得到纯净的二氯四氨合钯。
(8)本实验中产品产率为___________(保留3位有效数字)。
8 . 化学工业上用二氧化锰生产硫酸锰、高锰酸钾、碳酸锰、氯化锰、硝酸锰、一氧化锰等。利用含锰工业废料[含,MnOOH,及少量Fe]制备Zn和的一种工艺流程如图所示:

已知:①MnO能溶于酸,且在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被氧气氧化;
②室温下,
③当离子浓度 mol/L时,离子沉淀完全。
请回答下列问题:
(1)“还原焙烧”时,需要把“废料”粉碎的目的是_______
(2)“还原焙烧”时,加入过量炭黑的主要作用是将、MnOOH转化成MnO,其中炭黑与MnOOH反应时还原剂和还原产物物质的量之比为_______
(3)“酸浸”过程中发生的非氧化还原反应的离子方程式为_______
(4)“酸浸”分离滤渣1和滤液在实验室中使用到的玻璃仪器有_______,滤渣1的主要成分是_______
(5)“净化”包括_______和调节pH两步,向溶液中加入_______(填化学式)来调节溶液pH,假设滤液中的浓度是0.1 mol/L,应将溶液pH调节的合理范围是_______
(6)“电解”时,阳极的电极反应式为_______,电解后的溶液可以循环利用于该流程中的_______步骤。
9 . 某研究小组为制备并探究溶液的性质,设计并完成了下列实验。
请回答下列问题:
(1)模拟侯氏制碱工艺制备

①仪器i的名称为_______,仪器ii的作用为_______
②各仪器接口的连接顺序为______________(用字母表示,用→代表气流方向)。
(2)该小组为探究溶液能快速反应产生的原因(实验中的镁条均经过打磨)进行了如下实验。
实验组别实验内容实验现象
i

镁条表面有极微量气泡附着
ii

镁条表面持续产生大量气泡(经检验为),溶液变浑浊[经检验该浑浊物为]
iii将实验i中的镁条取出,立即加入到溶液中,很快镁条表面持续产生大量气泡
查阅资料:与致密的相比,是质地疏松的难溶物。
①与实验ii相比,实验i观察到镁条表面只有极微量气泡附着的原因为_______
②该小组欲借助肥皂液等检验实验ii中产生的,写出相应的实验操作与现象:_______
③实验iii证实与水反应起促进作用,试从化学平衡移动角度解释其原因:_______
(3)查阅资料:水存在自耦电离,方程式为溶液中也存在类似水的电离[已知:常温下]。
传感器测量常温下不同浓度溶液的,结果如下表。
溶液的浓度/10.50.10.01
aaaa
写出自耦电离方程式:_______,理论上表格中的_______
10 . H2S是一种有毒气体,利用H2S与CH4的反应可将其转化为有价值的H2、S2等。发生的反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
回答下列问题:
(1)CO2中心原子价层电子对数为________
(2)已知相关化学键的键能如下表:

化学键

H—H

H—S

S2(化学键视为S—S)

键能/(kJ·mol-1

436

339

298

反应ⅰ:________kJ⋅mol-1
(3)一定温度下,在体积为2L的刚性容器中,充入1molCH4和2molH2S,发生反应i和反应ⅱ,5min时反应达到平衡,H2S的平衡转化率为40%,
①下列叙述中能说明反应ⅱ达到平衡状态的是________(填字母)。
A.       B.混合气体的密度不再变化
C.断裂1molC—H的同时生成1molC=S       D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②0~5min内________mol⋅L-1⋅min-1
③此温度下,反应ⅱ的平衡常数Kx=________(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
(4)在常压和不同温度下,将H2S和CH4按照2∶1的体积比充入热解器中,用N2稀释,发生反应ⅰ和反应ⅱ。反应相同时间后,H2、S2和CS2的体积分数随温度的变化关系如图所示。

________(填“>”“<”或“=”)0,低于1000℃时反应ⅱ________(填“能”或“不能”)发生。
②1050℃时,H2的体积分数为________
③温度高于1100℃时,体积分数减小的原因是________
共计 平均难度:一般